Cette page web est en fait un notebook, visualisé par Jupyter et dont le code est exécuté par IPython. Vous l'avez ouvert dans votre navigateur après avoir tapé dans votre console
jupyter notebooket sélectionné le fichier initiation.ipynb.
Le texte que vous êtes en train de lire est contenu dans une cellule de type Markdown qui permet un formattage aisé du texte, y compris des formules $\LaTeX$ en ligne comme $\sum\gamma_i^2$ ou en equations séprarées: $$\frac{\ln \pi}{12}.$$
Un notebook peut donc contenir deux types de cellules:
Vous pouvez sélectionner le type de cellule dans le menu déroulant de la barre d'outils ci-dessus. En utilisant le menu Insert, vous pouvez ajouter des cellules. Les cellules de code s'exécutent en faisant Maj+Entrer. Les cellules Markdown se formattent de la même façon et on retourne à l'édition de leur contenu par un double clic.
En Python, tout est dans l'indentation
In [1]:
def mafonction(a, b):
print("Je divise")
return a/b # indentation de l'intérieur de la fonction = on est toujours dans la fonction
print("fini de définir ma fonction") # indentation de l'extérieur de la fonction donc la fonction est finie
In [2]:
mafonction(5,2)
Out[2]:
On peut documenter ses propres fonctions.
In [3]:
def mafonction(a, b):
"""Division de a par b"""
return a/b
In [4]:
mafonction?
Il est possible d'avoir des arguments par défaut.
In [5]:
def mafonction(a, b=2):
"""Division de a par b"""
return a/b
print(mafonction(5))
print(mafonction(5,10))
In [6]:
mafonction?
Un peu plus complexe : on imbrique deux indentations et on a 2 arguments avec des valeurs par défaut.
In [7]:
def mafonction(a, b=2, diviser=True):
"""Division de a par b.
Si on ne divise pas, on retourne a et b""" #on a le droit de passer à la ligne si on a ouvert 3 guillemets
if diviser:
return a/b
else:
return a,b
print(mafonction(5))
print(mafonction(5, 10))
print(mafonction(5, diviser=False))
In [8]:
a = "coucou" #definition de l'objet. Pas besoin de donner son type
print(a) #affichage de toute la chaîne de caractères
print(a[0]) #affichage du premier élément. Attention, les indices commencent à 0
print(a[1])
print(a[-1]) #affichage du dernier élément. On utilise des entiers négatifs pour partir de la fin
print(a[1:]) #affichage à partir de l'élément 1
print(a[:3]) #jusqu'à l'élément 3 non inclu. Equivalent mais plus court que a[0:3]
print(a[:-1]) #jusqu'au dernier élément non inclu
print(a[::2]) #tous les 2 éléments. Equivalent mais plus court que a[0:len(a):2]
print(a[1:-1:3]) #à partir de l'élement 1, jusqu'au dernier élément non inclu, tous les 3 éléments
In [9]:
print("cou" + "cou") #concaténation de deux chaînes de caractères
print("cou" * 2) # répétition 2 fois
In [10]:
#premiere boucle for. On itère directement sur les caractères de la chaîne.
for lettre in a:
print(lettre)
print("-") # indentation de l'intérieur de la boucle = on est toujours dans la boucle
print("c'est fini") # indentation de l'extérieur de la boucle donc la boucle est finie
In [11]:
for lettre in a[::-1]:
print(lettre)
In [12]:
for i,lettre in enumerate(a): #i est l'indice de l'itération dans la boucle
print(i,lettre)
In [13]:
for u,v in zip(a, "colibri"): #à chaque tour de boucle on prend une lettre de "coucou" et une lettre de "colibri"
print(u+v)
In [12]:
b = "Je m'appelle {}."
print(b)
print(b.format("Mathieu"))
In [13]:
print(a.format("Mathieu"))
In [14]:
b = "My name is {1}, {0} {1}."
print(b.format("James", "Bond"))
In [15]:
b2 = "My name is {nom}, {prenom} {nom}."
print(b2.format(prenom="James", nom="Bond"))
In [16]:
c = "Veuillez charger le fichier acquisition_t{:03d}.txt" #nombre décimal sur 3 chiffres, éventuellement complétés de zéros
print(c.format(5))
print(c.format(23))
print(c.format(328))
In [18]:
print(c.format(0.1))
print(c.format("hi"))
Syntaxe complète des instructions de formattage, si un jour vous avez envie d'afficher un nombre hexadécimal sur 7 charactères minimum, éventuellement complété avec des symboles livre sterling, ou un nombre flottant avec 2 chiffres significatifs.
On peut aussi obtenir de l'aide sur une méthode d'un objet.
In [19]:
c.format?
In [20]:
print("Veuillez charger le fichier acquisition_t%03d.txt"%5)
In [22]:
l = [a, b, 127, 3.14, ["James", "Bond"], c]
print(l)
print(l[0])
print(l[0][1])
print(l[0]+l[1].format(l[-2][0], l[-2][1])) # pour "déplier" tous les éléments de la liste l[-2] en tant qu'arguments de la fonction format
#possible d'écrire directement format(*l[-2])
print(l[-1].format(l[2]) + " Mr {}.".format(l[-2][-1]))
Il est possible de modifier les éléments d'une liste et même de changer leur type.
In [23]:
l[2] = 12
l[-2][-1] = 3
print(l[-1].format(l[2]) + " Mr {}.".format(l[-2][-1]))
In [24]:
l2 = []
for i in range(3):
l2.append(i**2)
print(l2)
In [27]:
t = (a, b, 127, 3.14, ("James", "Bond"), c)
print(t)
print(t[0])
print(t[0][1])
print(t[0]+t[1].format(*t[-2]))
print(t[-1].format(t[2]) + " Mr {}.".format(t[-2][-1]))
In [28]:
t[2] = 12
In [29]:
tuple(l)
Out[29]:
In [30]:
list(t)
Out[30]:
In [31]:
import os
os.listdir()
Out[31]:
Une seule fonction dans la librairie, directement accessible sans avoir à taper librairie.fonction
In [32]:
from os import listdir
listdir()
Out[32]:
Marche aussi avec les sous-librairies et les fonctions des sous librairies.
In [33]:
from os import path #sous-librairie de os
print(path.isfile('Initiation.ipynb'))
from os.path import isfile
print(isfile('Initiation.ipynb'))
La syntaxe maléfique de l'import de tout ce qui est dans une librairie.
from os import *
In [34]:
import numpy as np #abbréviation du nom de la librairie pour taper 2 lettres au lieu de 5
Quelques fonctions pour créer des tableaux standards.
In [35]:
np.zeros(3), np.ones(2, complex), np.arange(4)
Out[35]:
In [50]:
l = [1,5,7] #liste numérique
print(l)
a = np.array(l) #transformée en tableau numpy
print(a)
b = np.array([1.2, 5, 6]) #les 2 étapes d'un coup
print(b)
print("a est un tableau à {} dimensions de taille {} contenant uniquement des {}".format(a.ndim, a.shape, a.dtype))
print("b est un tableau à {} dimensions de taille {} contenant uniquement des {}".format(b.ndim, b.shape, b.dtype))
Toutes les opérations se font élément par élément, même la multiplication. Pas besoin de point comme en MATLAB. La multiplication matricielle se fait avec np.matmul.
In [51]:
print(2 * a)
print(a + b)
print(a * b)
print(a / b)
print(a>2)
print(np.exp(a))
Le type des tableaux s'adapte automatiquement si besoin
In [39]:
c = a + b
print(c.dtype)
d = np.array([1,2,3])/a #division réélle, bseoin de passer en flottant, même si les tableaux ne contiennent que des entiers
print(d)
print(d.dtype)
e = np.array([1,2,3])//a #division Euclidienne, on reste en entiers
print(e)
print(e.dtype)
Tableaux en 2 ou plus dimensions en imbriquant des listes
In [54]:
a = np.array([[1,2,3],[7,4,5]])
print("a est un tableau à {} dimensions de taille {} contenant uniquement des {}".format(a.ndim, a.shape, a.dtype))
In [44]:
print(a)
print(a.T)
De nombreuses possibilités d'indexation
In [46]:
print(a[0,1])
print(a[0])
print(a[0][1])
print(a[:,0])
print(a[::-1,[0, 2]])
print(a[a>2])
Possible de faire des opération si l'un des tableaux est de dimension plus faible et si la forme de celui-ci correspond à la fin de la forme de l'autre tableau.
In [47]:
print(a)
print(b)
print(a.shape, b.shape)
a + b
Out[47]:
In [48]:
a.T + b
In [55]:
print(a.sum())
print(a.sum(axis=0))
print(a.sum(axis=1))
In [ ]:
In [56]:
from matplotlib import pylab as plt
#permet la modification en live des figures dans le notebook
%matplotlib
In [57]:
plt.plot(b)
Out[57]:
Pour un document à montrer, on préfère avoir des figures directement insérée dedans en tant qu'image.
In [59]:
%matplotlib inline
plt.plot(b)
Out[59]:
Mais on ne peut plus sélectionner les données directement, pas très pratique pour l'analyse de données. On revient donc en mode normal (fenêtre externe).
In [39]:
%matplotlib
In [60]:
plt.figure('Evolution de b') # création ou sélection d'une figure. La figure est nommée, ce qui est plus explicite qu'une numérotation
plt.clf() # on efface la figure courante
plt.plot(b)
plt.yscale('log')
plt.ylabel('b')
plt.xlabel(r'$\gamma_c$') # pas de caractères spéciaux, donc on a le droit de mettre des antislash pour les commandes LaTeX
plt.savefig('mafig.pdf')
In [61]:
print('a\tb')